(57)【要約】【課題】高速で点滅している光源のような撮像対象物でも検出が可能な固体撮像装置を提供する。【解決手段】受光量に対して出力電圧が対数特性を有する対数変換型の撮像素子を用いた固体撮像装置において、格子状に配列された全ての画素の出力電圧を読み出す区間を１フレームとしたとき、当該区間を複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム毎に行列の組み合わせを異ならせて、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行い、サブフレーム単位で画素の出力電圧を読み出す。そして、各サブフレームでの画素の出力電圧の読み出しが終了するたびに、読み出された出力電圧に基づいて、撮像対象物の検出処理を行う。【選択図】図６
2010219597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を電流に変換する受光素子と、前記受光素子の電流を対数変換した電圧を出力するトランジスタとを有する画素が格子状に配列された撮像素子を備え、行方向の垂直走査および列方向の水平走査に基づいて各画素の出力電圧を読み出す固体撮像装置において、
前記格子状に配列された全ての画素の出力電圧を読み出す区間を１フレームとしたとき、当該区間を複数のサブフレームに分割し、
各サブフレーム毎に行列の組み合わせを異ならせて、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行い、サブフレーム単位で画素の出力電圧を読み出すことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
各サブフレームでの画素の出力電圧の読み出しが終了するたびに、読み出された出力電圧に基づいて、撮像対象物の検出処理を行うことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
１フレームの区間で全てのサブフレームについて出力電圧の読み出しが終了した後、各サブフレームで読み出された出力電圧を、画素の配列に応じた順序に並べ替えることにより、１フレーム分の画像情報を得ることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
１フレームの区間で全てのサブフレームについて出力電圧の読み出しが終了した後、各サブフレームで読み出された出力電圧を加算することにより、１フレーム分の画像情報を得ることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画素が格子状に配列された撮像素子を有する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、固体撮像装置に用いられる撮像素子は、格子状に配列された複数の画素を有している。下記の特許文献１、２には、このような撮像素子を備えた固体撮像装置において、画像情報を高速で読み出すための技術が開示されている。特許文献１の固体撮像装置では、位置信号によって特定された任意の画素から画像信号を読み出すようにしたことで、不要範囲の読み取りを省略して、画像の読み取り時間を大幅に短縮することができる。特許文献２の固体撮像装置では、選択領域を読み出す際は水平・垂直シフトパルスの周期を長くし、非選択領域を読み出す際は水平・垂直シフトパルスの周期を短くすることで、任意の領域の画素を高速で読み出すことができる。特許文献１、２の技術は、読み出し領域があらかじめ指定されている場合には有効な方法であるが、読み出し領域が不定の場合には対応することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５１２６１号公報
【特許文献２】特開平９−４６６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両に搭載された固体撮像装置により前方の信号灯を検出する場合、最近の信号灯の光源はＬＥＤ（発光ダイオード）で構成されていて、ＬＥＤは所定周期のパルス信号で駆動されて高速で点滅しているため、撮像素子の空間解像度に起因して、信号灯の点灯を検出できない場合がある。特に、受光量に対して出力電圧が対数特性を有する対数変換型の撮像素子では、画素に電荷を蓄積せずに瞬時電圧を読み出すので、信号灯のＬＥＤの発光時に、走査された画素で受光がされないと、点灯を検出することができない。換言すれば、点灯を検出できるのは、走査で選択された画素の電圧が読み出されるタイミングで、ＬＥＤが発光した場合に限られる。
【０００５】
本発明の課題は、高速で点滅している光源のような撮像対象物でも検出が可能な固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、入射光を電流に変換する受光素子と、この受光素子の電流を対数変換した電圧を出力するトランジスタとを有する画素が格子状に配列された撮像素子を備え、行方向の垂直走査および列方向の水平走査に基づいて各画素の出力電圧を読み出す固体撮像装置において、格子状に配列された全ての画素の出力電圧を読み出す区間を１フレームとしたとき、当該区間を複数のサブフレームに分割する。そして、各サブフレーム毎に行列の組み合わせを異ならせて、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行い、サブフレーム単位で画素の出力電圧を読み出すようにしている。
【０００７】
このようにすれば、１フレームをＮ個のサブフレームに分割した場合、仮想的にフレームレート（空間解像度）がＮ倍となる。また、飛び越し走査によってサブフレーム毎に画素が間引きされるが、間引き後の画素は、垂直および水平方向に２次元的に配置され、しかもサブフレーム毎に異なる位置に存在する。このため、対数変換型の撮像素子を用いて高速で点滅している光源を検出する場合でも、点滅周期に対してＮの値を適切に選定することにより、いずれかのサブフレームにおいて、発光した光が画素で受光され、光源の検出が可能となる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、各サブフレームでの画素の出力電圧の読み出しが終了するたびに、読み出された出力電圧に基づいて、撮像対象物の検出処理を行う。このようにすれば、サブフレーム単位で検出処理が実行されるので、高速処理が可能となる。
【０００９】
本発明では、１フレームの区間で全てのサブフレームについて出力電圧の読み出しが終了した後、各サブフレームで読み出された出力電圧を、画素の配列に応じた順序に並べ替えることにより、１フレーム分の画像情報を得るようにしてもよい。このようにすれば、読み出した各画素の電圧の並べ替えによって、撮像画像と一致した画像情報を得ることができるので、対象物の有無だけでなく、対象物に関する詳細な情報を取得することができる。
【００１０】
また、本発明では、１フレームの区間で全てのサブフレームについて出力電圧の読み出しが終了した後、各サブフレームで読み出された出力電圧を加算することにより、１フレーム分の画像情報を得るようにしてもよい。このようにすれば、単純な加算処理により、対象物の情報を取得することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１フレームを複数のサブフレームに分割し、サブフレーム毎に飛び越し走査を行うことで、仮想的に空間解像度を大きくできるので、高速で点滅している光源のような撮像対象物でも検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】撮像素子の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３】撮像部を構成する画素の回路図である。
【図４】撮像部における画素の配列を示した模式図である。
【図５】１フレーム内のサブフレームを説明する図である。
【図６】サブフレーム毎の飛び越し走査を説明する図である。
【図７】サブフレーム１での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】サブフレーム１において信号読み出し回路から出力される電圧値の一例である。
【図９】サブフレーム２での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】サブフレーム２において信号読み出し回路から出力される電圧値の一例である。
【図１１】サブフレーム３での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】サブフレーム３において信号読み出し回路から出力される電圧値の一例である。
【図１３】サブフレーム４での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】サブフレーム４において信号読み出し回路から出力される電圧値の一例である。
【図１５】１フレームにおける処理の内容を示したフローチャートである。
【図１６】従来の固体撮像装置における電圧の読み出しを説明するための画素配置図である。
【図１７】従来の固体撮像装置における電圧の読み出しを説明するためのタイミングチャートである。
【図１８】本発明の他の実施形態を説明する図である。
【図１９】図１８の実施形態における処理を表したフローチャートである。
【図２０】本発明の更に他の実施形態を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る固体撮像装置の実施形態を示すブロック図である。固体撮像装置１００は、撮像素子１、ＡＤ変換器２、信号処理部３、演算処理部４、およびメモリ５を備えている。各ブロック１〜５は、図示しない制御部により制御される。
【００１５】
撮像素子１は、撮像対象物６の画像を撮像する。撮像対象物６は、例えば信号灯である。撮像素子１の詳細については後述する。ＡＤ変換器２は、撮像素子１から出力されるアナログ電圧をデジタル電圧に変換する。信号処理部３は、ＡＤ変換器２から入力されたデジタル電圧に基づいて、所定の信号処理を行う。演算処理部４は、信号処理部３で処理された信号に基づいて、撮像対象物６の検出や判別等の処理を行う。
【００１６】
図２は、撮像素子１の具体的な構成を示すブロック図である。撮像素子１は、撮像部１１、垂直走査回路１２、水平走査回路１３、信号読み出し回路１４、出力回路１５、行選択線１６および垂直信号線１７を備えている。撮像部１１には、後述する画素が複数個、格子状に配列されている。垂直走査回路１２は、行選択線１６のそれぞれに、行方向（図２の縦方向）の垂直走査を行うための垂直画素選択信号を順次送出する。この信号により、格子状に配列された画素の行が選択される。水平走査回路１３は、列方向（図２の横方向）の水平走査を行うための水平画素選択信号を信号読み出し回路１４に与える。信号読み出し回路１４は、この水平画素選択信号に基づき、垂直走査で選択された行における所定の画素を選択し、選択された画素の出力電圧を垂直信号線１７を介して読み出し、サンプルホールドする。出力回路１５は、信号読み出し回路１４で読み出された電圧を増幅し、アナログ信号としてＡＤ変換器２（図１）へ出力する。
【００１７】
図３は、図２の撮像部１１を構成する画素の回路図である。ここでは、１つの画素Ｐのみが図示されているが、他の画素の構成も同じである。画素Ｐは、ＭＯＳトランジスタ（以下、単に「トランジスタ」という）Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３と、受光素子であるフォトダイオードＰＤとを備えている。トランジスタＱ１は対数変換用トランジスタであり、トランジスタＱ２は信号読出用トランジスタであり、トランジスタＱ３は画素選択用トランジスタである。
【００１８】
フォトダイオードＰＤには、入射光の光量に応じた光電流が流れる。ここで、トランジスタＱ１のゲート電圧を閾値電圧以下にしておくと、トランジスタＱ１は、ドレイン・ソース間が高インピーダンスとなるサブスレショールド領域で動作し、トランジスタＱ１には光電流と同量のドレイン電流が流れる。これにより、フォトダイオードＰＤのカソードの電位は、光電流に応じた電位に安定する。そして、このカソード電位は、光電流を対数変換した電位となる。すなわち、画素Ｐは、受光量に対して出力電圧が自然対数的に変化する特性を有する対数変換型画素である。対数変換型画素では、線形変換型画素と異なり電荷の蓄積がなく、受光時点でのフォトダイオードＰＤのカソード電位が、そのまま画素の出力電圧を決定することになる。
【００１９】
フォトダイオードＰＤのカソードの電圧は、トランジスタＱ２により増幅される。そして、行選択線１６に与えられた垂直画素選択信号により、トランジスタＱ３をオンさせると、入射光量に応じた電圧が垂直信号線１７に出力され、信号読み出し回路１４（図２）により読み出される。
【００２０】
図２の撮像部１１には、行選択線１６と垂直信号線１７とが交差する各位置に、上述した画素Ｐが配列されている。したがって、画素Ｐは格子状に配列されていて、各画素Ｐは、それぞれに対応する行選択線１６および垂直信号線１７に接続されている（図３参照）。
【００２１】
次に、本発明の基本的な原理につき、図４〜図６を参照しながら説明する。図４は、撮像部１１における画素の配列を示した模式図である。撮像部１１は、縦方向（垂直走査方向）に２ｎ個の行、横方向（水平走査方向）に２ｍ個の列を有している。したがって、撮像部１１には、２ｎ×２ｍ個の画素が格子状に配列されている。これらの全ての画素の出力電圧を読み出す区間を１フレームとしたとき、本発明では、当該区間を複数のサブフレームに分割する。そして、各サブフレーム毎に行列の組み合わせを異ならせて、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行い、サブフレーム単位で画素の出力電圧を読み出す。以下、この処理について詳細に説明する。
【００２２】
図５に示すように、１つの垂直同期信号から次の垂直同期信号までの間が１フレームである。１フレーム内では、水平同期信号が発生するたびに、画素の行が選択される。ここで、１フレームの区間を、ブランキング期間を除いて４つのサブフレームに分割する。そして、サブフレーム１では、図６（ａ）のように、奇数行・奇数列の画素（灰色部分）の出力電圧が読み出されるように、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行う。サブフレーム２では、図６（ｂ）のように、偶数行・奇数列の画素（灰色部分）の出力電圧が読み出されるように、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行う。サブフレーム３では、図６（ｃ）のように、奇数行・偶数列の画素（灰色部分）の出力電圧が読み出されるように、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行う。サブフレーム４では、図６（ｄ）のように、偶数行・偶数列の画素（灰色部分）の出力電圧が読み出されるように、垂直方向および水平方向に飛び越し走査を行う。４つのサブフレーム１〜４について上記処理を行うことにより、１フレーム分の全ての画素の出力電圧が読み出される。
【００２３】
各サブフレームにおける飛び越し走査につき、図７〜図１４を参照して更に詳しく説明する。
【００２４】
図７は、サブフレーム１での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。図７（ａ）に示すように、水平同期信号と同期して、前述の垂直画素選択信号が発生する。そして、最初の垂直画素選択信号により第１行が選択され、次の垂直画素選択信号により第３行が選択され、以下同様に、第２ｎ−１行に至るまで、垂直画素選択信号によって奇数行が順番に選択されてゆく。
【００２５】
図７（ｂ）は、図７（ａ）における最初の区間を拡大し、水平画素選択信号を追加した図である。垂直画素選択信号に続いて、水平画素選択信号が順次発生する。最初の水平画素選択信号により第１列が選択され、次の水平画素選択信号により第３列が選択され、以下同様に、第２ｍ−１列に至るまで、水平画素選択信号によって奇数列が順番に選択されてゆく。この結果、（ａ）の最初の区間では、図４の第１行における奇数列の画素Ａ、Ｃ、…が選択される。同様に、（ａ）の次の区間では、図４の第３行における奇数列の画素Ｉ、Ｋ、…が選択される。このような処理を繰り返すことにより、サブフレーム１の区間で、図６（ａ）に示した奇数行・奇数列の画素が全て選択され、それらの出力電圧が読み出される。
【００２６】
図８は、サブフレーム１において信号読み出し回路１４（図２）から出力される電圧値の一例である。行選択線１６は１つの行の全ての画素に共通に接続されているため、実際には、信号読み出し回路１４からは、画素Ａ、Ｃ、…の電圧だけでなく、画素Ｂ、Ｄ、…の電圧も出力される。この場合、画素Ｂ、Ｄ、…の電圧を採用せず、画素Ａ、Ｃ、…の電圧を採用して画像処理に使用することで、水平方向の飛び越し走査による電圧読み出し機能が実現される。なお、１つの行の画素を個別に選択できるような回路構成にした場合は、信号読み出し回路１４から画素Ａ、Ｃ、…の電圧だけを出力することが可能である。
【００２７】
図９は、サブフレーム２での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。図９（ａ）に示すように、水平同期信号と同期して、前述の垂直画素選択信号が発生する。そして、最初の垂直画素選択信号により第２行が選択され、次の垂直画素選択信号により第４行が選択され、以下同様に、第２ｎ行に至るまで、垂直画素選択信号によって偶数行が順番に選択されてゆく。
【００２８】
図９（ｂ）は、図９（ａ）における最初の区間を拡大し、水平画素選択信号を追加した図である。垂直画素選択信号に続いて、水平画素選択信号が順次発生する。最初の水平画素選択信号により第１列が選択され、次の水平画素選択信号により第３列が選択され、以下同様に、第２ｍ−１列に至るまで、水平画素選択信号によって奇数列が順番に選択されてゆく。この結果、（ａ）の最初の区間では、図４の第２行における奇数列の画素Ｅ、Ｇ、…が選択される。同様に、（ａ）の次の区間では、図４の第４行における奇数列の画素Ｍ、Ｏ、…が選択される。このような処理を繰り返すことにより、サブフレーム２の区間で、図６（ｂ）に示した偶数行・奇数列の画素が全て選択され、それらの出力電圧が読み出される。
【００２９】
サブフレーム２においては、図１０に示すように、信号読み出し回路１４（図２）から、画素Ｅ、Ｇ、…の電圧だけでなく、画素Ｆ、Ｈ、…の電圧も出力される。この場合も、画素Ｆ、Ｈ、…の電圧を採用せず、画素Ｅ、Ｇ、…の電圧を採用して画像処理に使用することで、水平方向の飛び越し走査による電圧読み出し機能が実現される。なお、１つの行の画素を個別に選択できるような回路構成にした場合は、信号読み出し回路１４から画素Ｅ、Ｇ、…の電圧だけを出力することが可能である。
【００３０】
図１１は、サブフレーム３での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。図１１（ａ）に示すように、水平同期信号と同期して、前述の垂直画素選択信号が発生する。そして、最初の垂直画素選択信号により第１行が選択され、次の垂直画素選択信号により第３行が選択され、以下同様に、第２ｎ−１行に至るまで、垂直画素選択信号によって奇数行が順番に選択されてゆく。
【００３１】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）における最初の区間を拡大し、水平画素選択信号を追加した図である。垂直画素選択信号に続いて、水平画素選択信号が順次発生する。最初の水平画素選択信号により第２列が選択され、次の水平画素選択信号により第４列が選択され、以下同様に、第２ｍ列に至るまで、水平画素選択信号によって偶数列が順番に選択されてゆく。この結果、（ａ）の最初の区間では、図４の第１行における偶数列の画素Ｂ、Ｄ、…が選択される。同様に、（ａ）の次の区間では、図４の第３行における偶数列の画素Ｊ、Ｌ、…が選択される。このような処理を繰り返すことにより、サブフレーム３の区間で、図６（ｃ）に示した奇数行・偶数列の画素が全て選択され、それらの出力電圧が読み出される。
【００３２】
サブフレーム３においては、図１２に示すように、信号読み出し回路１４（図２）から、画素Ｂ、Ｄ、…の電圧だけでなく、画素Ａ、Ｃ、…の電圧も出力される。この場合も、画素Ａ、Ｃ、…の電圧を採用せず、画素Ｂ、Ｄ、…の電圧を採用して画像処理に使用することで、水平方向の飛び越し走査による電圧読み出し機能が実現される。なお、１つの行の画素を個別に選択できるような回路構成にした場合は、信号読み出し回路１４から画素Ｂ、Ｄ、…の電圧だけを出力することが可能である。
【００３３】
図１３は、サブフレーム４での飛び越し走査を説明するためのタイミングチャートである。図１３（ａ）に示すように、水平同期信号と同期して、前述の垂直画素選択信号が発生する。そして、最初の垂直画素選択信号により第２行が選択され、次の垂直画素選択信号により第４行が選択され、以下同様に、第２ｎ行に至るまで、垂直画素選択信号によって偶数行が順番に選択されてゆく。
【００３４】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）における最初の区間を拡大し、水平画素選択信号を追加した図である。垂直画素選択信号に続いて、水平画素選択信号が順次発生する。最初の水平画素選択信号により第２列が選択され、次の水平画素選択信号により第４列が選択され、以下同様に、第２ｍ列に至るまで、水平画素選択信号によって偶数列が順番に選択されてゆく。この結果、（ａ）の最初の区間では、図４の第２行における偶数列の画素Ｆ、Ｈ、…が選択される。同様に、（ａ）の次の区間では、図４の第４行における偶数列の画素Ｎ、Ｐ、…が選択される。このような処理を繰り返すことにより、サブフレーム４の区間で、図６（ｄ）に示した偶数行・偶数列の画素が全て選択され、それらの出力電圧が読み出される。
【００３５】
サブフレーム４においては、図１４に示すように、信号読み出し回路１４（図２）から、画素Ｆ、Ｈ、…の電圧だけでなく、画素Ｅ、Ｇ、…の電圧も出力される。この場合も、画素Ｅ、Ｇ、…の電圧を採用せず、画素Ｆ、Ｈ、…の電圧を採用して画像処理に使用することで、水平方向の飛び越し走査による電圧読み出し機能が実現される。なお、１つの行の画素を個別に選択できるような回路構成にした場合は、信号読み出し回路１４から画素Ｆ、Ｈ、…の電圧だけを出力することが可能である。
【００３６】
図１５は、１フレームにおける処理の内容を示したフローチャートである。ステップＳ１では、サブフレーム１の区間において、奇数行・奇数列の画素につき出力電圧の読み出しを行う。これが終了すると、ステップＳ２で、読み出した電圧に基づいて、撮像対象物６の検出処理を行う。例えば、各画素の出力電圧値を合計し、その値が閾値以上であれば、撮像対象物６を検出したと判定し、閾値未満であれば、撮像対象物６を検出しないと判定する。この処理は、演算処理部４で行われる（以下の検出処理も同様）。
【００３７】
次に、ステップＳ３では、サブフレーム２の区間において、偶数行・奇数列の画素につき出力電圧の読み出しを行う。これが終了すると、ステップＳ４で、ステップＳ２と同様の検出処理を行う。
【００３８】
次に、ステップＳ５では、サブフレーム３の区間において、奇数行・偶数列の画素につき出力電圧の読み出しを行う。これが終了すると、ステップＳ６で、ステップＳ２と同様の検出処理を行う。
【００３９】
次に、ステップＳ７では、サブフレーム４の区間において、偶数行・偶数列の画素につき出力電圧の読み出しを行う。これが終了すると、ステップＳ８で、ステップＳ２と同様の検出処理を行い、１フレームの処理を終了する。その後、ステップＳ１に戻って、次の１フレームについて上述した処理を実行する。
【００４０】
上述した実施形態によれば、１フレームを４つのサブフレームに分割し、サブフレーム単位で画素の出力電圧を読み出すようにしたので、仮想的にフレームレート（空間解像度）が４倍となる。また、飛び越し走査によって各サブフレーム区間では画素が間引きされるが、飛び越し走査は垂直・水平の両方向に行われるため、間引き後の画素は、２次元に配置され、しかもサブフレーム毎に異なる位置に存在する（図６参照）。
【００４１】
このため、例えば、フレームレートが３０フレーム／秒の対数変換型の撮像素子を用いて、パルスデューティ５０％、周波数６０Ｈｚで点滅している光源（ＬＥＤ）を検出する場合、撮像素子は仮想的に１２０フレーム／秒で駆動されるので、発光した光は、いずれかのサブフレームにおいて必ず受光され、光源の検出が可能となる。また、各サブフレームでの電圧読み出しが終了するたびに、読み出された出力電圧に基づいて検出処理を行うので、高速処理が可能となる。
【００４２】
従来の固体撮像装置では、図１６のように配置された画素で撮像を行う場合、図１７のタイミングチャートに示すように、第１行第１列の画素Ａから、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ…、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、…、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、…の順番に電圧を読み出していた。このため、対数変換型の撮像素子により高速に点滅している信号灯を撮像する場合、ＬＥＤの発光時に、走査された画素が受光しないと、点灯を検出することができなかったが、本発明ではこれが可能となる。
【００４３】
図１８は、本発明の他の実施形態を説明する図である。ここでは、説明を簡単にするため、図１８（ａ）のように、画素配列が６行×６列の場合について説明する。各画素には、便宜上、１〜３６の番号を付してある。図１８（ｂ）は、これらの画素について、前述した飛び越し走査を行い、各画素の出力電圧を順次読み出す様子を示している。しかしながら、各画素の出力電圧に対して画像処理を行う場合、読み出した順番に処理したのでは、撮像画像と一致しない情報が得られることになる。そこで、本実施形態では、１フレームの区間で全てのサブフレームについての読み出しが終了した後、図１８（ｃ）のように、各サブフレームで読み出された出力電圧を、図１８（ａ）の画素の配列に応じた順序に並べ替えることにより、１フレーム分の画像情報を得るようにしている。これにより、撮像画像と一致した画像情報を得ることができるので、撮像対象物６の有無だけでなく、撮像対象物６に関する詳細な情報（例えば形状、種類、色など）を取得することができる。
【００４４】
図１９は、図１８の実施形態における処理を表したフローチャートである。ステップＳ１〜Ｓ８の処理については、図１５のステップＳ１〜Ｓ８の処理と同じであるので、説明を省略する。ステップＳ９ａでは、上述した要領で１フレーム分の読み出し電圧の並べ替え処理を行う。この並べ替えは、演算処理部４（図１）によりメモリ５上で行われる。次に、ステップＳ１０において、並べ替えた１フレーム分の画像情報に基づいて、形状判別等の所定の処理が行われる。
【００４５】
図２０は、本発明の更に他の実施形態を説明するフローチャートである。ステップＳ１〜Ｓ８の処理については、図１５のステップＳ１〜Ｓ８の処理と同じであるので、説明を省略する。ステップＳ９ｂでは、１フレーム分の読み出し電圧を加算する処理を行う。この場合、図１９のステップＳ９ａのような並べ替え処理は行われないので、撮像画像と一致した画像情報を得ることはできないが、各サブフレーム毎の読み出し電圧を全て加算することで、１フレーム分の画像情報は取得できる。次に、ステップＳ１０において、加算した１フレーム分の画像情報に基づいて、種類判別等の所定の処理が行われる。本実施形態によれば、単純な加算処理により、対象物の情報を取得することができる。
【００４６】
本発明では、以上述べた以外にも、種々の実施形態を採用することができる。例えば上記実施形態では、１フレームの区間を４つのサブフレームに分割した場合を例に挙げたが、サブフレームの数は４つ以外であってもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、図１５、図１９、図２０のステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８の検出処理において、撮像対象物６の有無だけを検出しているが、これに加えて、撮像対象物６の形状、種類、色等を検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１    撮像素子
２    ＡＤ変換器
３    信号処理部
４    演算処理部
５    メモリ
６    撮像対象物
１１  撮像部
１２  垂直走査回路
１３  水平走査回路
１４  信号読み出し回路
１５  出力回路
１６  行選択線
１７  垂直信号線
１００  固体撮像装置
Ｐ    画素
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３  ＭＯＳトランジスタ
ＰＤ  フォトダイオード
【図１】
2010219597.tif 000003
【図２】
2010219597.tif 000004
【図３】
2010219597.tif 000005
【図４】
2010219597.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010219597.tif 000008
【図７】
2010219597.tif 000009
【図８】
2010219597.tif 000010
【図９】
2010219597.tif 000011
【図１０】
2010219597.tif 000012
【図１１】
2010219597.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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